基于UML校園圖書管理系統(tǒng)的分析研究設(shè)計(jì)

1、摘要：本文介紹利用 UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言并借助于 Rose工具對(duì)圖書管理系統(tǒng)進(jìn) 行建模，使系統(tǒng)模型直觀、簡(jiǎn)潔、科學(xué)，提高了系統(tǒng)開發(fā)的質(zhì)量。主要內(nèi)容包括基于UML的高校圖書管理系統(tǒng)的模型分析及設(shè)計(jì)。并使用基于MVC的一體化開發(fā)過(guò)程，對(duì)高校圖書管理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析。關(guān)鍵字：UML、面向?qū)ο?、圖書管理系統(tǒng)、需求分析定義：利用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Modeling Language，UML）以一種可視化的建模語(yǔ)言，使得校園圖書管理系統(tǒng)構(gòu)造者用統(tǒng)一的，易于理解的方式建立起能夠表達(dá)出他們需求，方便學(xué)校對(duì)館藏圖書的管理與維護(hù)。UML(Unified Modeling Language)是在Bo

2、och方法、OOSE方法和OMT方法的基礎(chǔ)上演化而來(lái)的基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。它統(tǒng)一了面向?qū)ο蠼５幕靖拍?、術(shù)語(yǔ)和圖示符號(hào)，描述了建模過(guò)程中所必須遵循的基本步驟，提供了一整套描述軟件系統(tǒng)模型的概念和圖形表示法，可從不同的視角為系統(tǒng)建模。UML的主要內(nèi)容通常用用例圖、類圖、對(duì)象圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、構(gòu)件圖、配置圖、順序圖、協(xié)作圖和包圖等l0種圖來(lái)描述，它們從不同的角度和層次為系統(tǒng)建模提供支持，完全可以描述系統(tǒng)的方方面面。因此，建立一個(gè)智能化、系統(tǒng)化、信息化的圖書資料庫(kù)是十分重要的。使用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圖書進(jìn)行管理，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一部分。充分利用計(jì)算機(jī)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)讀者管理、書籍管理等自動(dòng)化控

3、制，將會(huì)使圖書資料庫(kù)的工作強(qiáng)度大大減弱，可以實(shí)現(xiàn)圖書檢索迅速、可靠性高、存儲(chǔ)量大、壽命長(zhǎng)、成本低，能最大限度地提高圖書管理的效率，也是圖書管理信息化、正規(guī)化管理的必然趨勢(shì)。2系統(tǒng)需求分析及設(shè)計(jì)所謂需求分析就是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的功能的描述，確定系統(tǒng)到底需要做什么或希望系統(tǒng)所具有的功能。2.1系統(tǒng)總體功能需求圖書館是為讀者提供豐富文獻(xiàn)資源的大型機(jī)構(gòu)。對(duì)于高校圖書館而言，它面對(duì)的核心服務(wù)群體是廣大的學(xué)生（也可以稱之為借閱者或讀者），因此，圖書館應(yīng)該以學(xué)生為中心來(lái)提供更加多元化的服務(wù)。圖書管理系統(tǒng)是對(duì)書籍的借閱及讀者信息進(jìn)行統(tǒng)一管理的系統(tǒng)，具體應(yīng)包括以下幾個(gè)功能：1.對(duì)于讀者而言，他們對(duì)系統(tǒng)的要求主要有：

4、v 能夠按各種方式(例如書名、編號(hào)、作者、出版社、年份等)瀏覽圖書館的藏書情況； v 能夠按各種方式（例如年級(jí)、專業(yè)、書名、編號(hào)、作者、出版社、年份等)查詢所需參考書籍； v 能夠方便地借閱圖書、續(xù)借圖書、預(yù)約圖書、歸還圖書； v 能夠及時(shí)獲知有關(guān)圖書館的最新動(dòng)態(tài)信息，如新書通報(bào)、最新公告、借閱時(shí)間調(diào)整情況等等； v 能夠及時(shí)獲知所借閱的書籍到期的消息； v 能夠查詢和修改自己的基本資料、借閱書籍的情況。2.對(duì)于圖書管理員來(lái)說(shuō)，他對(duì)圖書管理系統(tǒng)的要求主要有： v 能夠方便地對(duì)借閱者的信息進(jìn)行查詢； v 能夠方便地處理借書和還書操作； v 能夠方便地處理書籍的預(yù)約和取消預(yù)約的操作； v 將通訊技

5、術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，及時(shí)發(fā)布一些重要信息，例如學(xué)生借閱的書籍到期的通知、館內(nèi)新到書籍的信息等等，以便學(xué)生能夠隨時(shí)獲知書籍的借閱情況和圖書館的最新藏書情況。3.對(duì)于系統(tǒng)管理員來(lái)說(shuō)，他們對(duì)圖書管理系統(tǒng)的要求主要有: v 能夠方便地對(duì)書籍進(jìn)行錄入、修改、注銷等等； v 能夠方便地錄入、修改、注銷借閱者的賬戶信息； v 能夠方便地查詢借閱者的借閱信息和書籍信息； v 將通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，隨時(shí)發(fā)布一些重要消息，例如學(xué)生借閱的書籍到期的通知、館內(nèi)新到的書籍信息等等，并且能夠隨時(shí)獲知學(xué)生或教職工的借書。2.2 系統(tǒng)詳細(xì)功能需求經(jīng)過(guò)上述對(duì)圖書管理系統(tǒng)的需求分析，可以將高校圖書管理系統(tǒng)的使用人員劃分為讀

6、者、圖書管理員和系統(tǒng)管理員三類。其中，讀者主要查詢圖書信息和個(gè)人借閱信息等；圖書管理員主要查看圖書信息、用戶借閱信息和讀者借書、還書管理，并利用網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)及時(shí)向讀者發(fā)布新到書籍的信息和催還信息；系統(tǒng)管理員主要管理和維護(hù)讀者信息、書目信息和書籍信息等，并為讀者提供多個(gè)大學(xué)圖書館的鏈接地址，讀者可根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。系統(tǒng)的功能模塊圖如下圖2.1 圖 2.1 系統(tǒng)功能模塊圖 管理系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 根據(jù)上述對(duì)高校圖書管理系統(tǒng)的需求分析，該系統(tǒng)主要包括下面幾個(gè)部分：（1）系統(tǒng)維護(hù)模塊該模塊的功能主要包括：系統(tǒng)用戶身份的分類、錄入、修改與刪除；書籍和書目信息的錄入、修改、刪除；動(dòng)態(tài)信息的發(fā)布、修改和刪

7、除等。（2）圖書管理人員管理模塊圖書管理人員管理模塊的功能主要包括:處理圖書的借閱、預(yù)約、返還；讀者信息的查詢；動(dòng)態(tài)信息的發(fā)布和瀏覽等。（3）讀者查詢模塊讀者查詢管理:書目和書籍信息的查詢；個(gè)人借閱情況查詢；借閱者個(gè)人信息部分限制修改；動(dòng)態(tài)信息的瀏覽等。如圖2.2表示出系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖書管理系統(tǒng)系統(tǒng)管理員圖書管理員借閱者借閱者登錄圖書管理員登錄系統(tǒng)管理員登錄借書管理借閱信息查詢還書管理動(dòng)態(tài)信息管理書目、書籍信息管理借閱者信息管理預(yù)約管理個(gè)人資料修改書籍信息查詢動(dòng)態(tài)信息瀏覽動(dòng)態(tài)信息瀏覽動(dòng)態(tài)信息瀏覽圖 2.2系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖 基本業(yè)務(wù)模塊 圖書管理模塊主要是進(jìn)行借閱登記業(yè)務(wù)的處理，方便讀者在需

8、要借閱時(shí)正常有序的進(jìn)行，也保證了館內(nèi)圖書整理以及信息更新等活動(dòng)正常進(jìn)行。如下面圖2.3所示，這是我們的一個(gè)基本業(yè)務(wù)模塊圖： 圖2.3基本業(yè)務(wù)模塊3.系統(tǒng)UML建模3.1 系統(tǒng)的用例圖 系統(tǒng)分析.1 定義參與者用例圖在需求分析階段有很重要的作用,它是作為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。整個(gè)開發(fā)過(guò)程都是圍繞需求階段的用例進(jìn)行的。創(chuàng)建用例圖之前首先需要確定參與者。（1） 讀者，像本科生、研究生、教職工以及外部人員等的一些群體而組成的讀者群。（2） 圖書管理員，負(fù)責(zé)館內(nèi)圖書工作的從業(yè)者。（3） 系統(tǒng)管理員。.2 定義用例 根據(jù)前期的需求分析和系統(tǒng)定義，可以產(chǎn)生以下用例：（1）借閱者（學(xué)生

9、/老師）用例（2）圖書管理員用例（3）系統(tǒng)管理員用例 用例圖設(shè)計(jì).1借閱者的用例圖讀者管理模塊主要包括與讀者有聯(lián)系相關(guān)的過(guò)程，主要有增加/刪除讀者、修改讀者權(quán)限及密碼、借閱信息查詢、個(gè)人信息查詢及修該、借閱超期和丟失罰款。讀者可以在館內(nèi)進(jìn)行登記借閱，也可以是現(xiàn)在圖書館網(wǎng)址上實(shí)現(xiàn)在線文章的一個(gè)查閱，對(duì)自己的個(gè)人信息修改以及及時(shí)的更新等操作。 圖3.1 借閱者的用例圖.2圖書管理員的用例圖 圖書管理模塊包括與圖書相關(guān)的一些過(guò)程，主要有圖書的借出、圖書的歸還、預(yù)定、圖書信息檢索、圖書訂購(gòu)、圖書相關(guān)信息管理。圖 3.2圖書管理員的用例圖.3系統(tǒng)管理員的用例圖系統(tǒng)管理模塊包括系統(tǒng)的登陸、退出、系統(tǒng)維護(hù)、

10、系統(tǒng)更新。圖 3.2圖書管理員的用例圖3.2 領(lǐng)域概念模型3.3 系統(tǒng)的交互圖分析類有三種分析類:邊界類、實(shí)體類和控制類。每一種在精化的系統(tǒng)模型中執(zhí)行一種特定的作用。（1）邊界類（2）實(shí)體類（3）控制類控制類用于系統(tǒng)內(nèi)的模型行為，用于對(duì)某一個(gè)具體的用例相關(guān)的控制或者其它業(yè)務(wù)邏輯建模。在*管理系統(tǒng)中定義的控制類如表3.3所示:表3.3系統(tǒng)的控制類控制類名控制類職責(zé) 交互圖設(shè)計(jì) 對(duì)于圖書管理系統(tǒng)借書還書是兩個(gè)重要的過(guò)程，我們先來(lái)分析一下借書、還書的一般過(guò)程，并由借書的一般過(guò)程畫出其順序圖、協(xié)作圖以及活動(dòng)圖。.1讀者借閱的時(shí)序圖和協(xié)作圖 圖3.5 讀者借閱的時(shí)序圖圖3.6讀著借閱的協(xié)作圖系統(tǒng)的精化的

11、類圖通過(guò)對(duì)系統(tǒng)交互圖、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖的設(shè)計(jì)與分析?？梢栽O(shè)計(jì)出系統(tǒng)精化的類圖如圖3,7所示：【類圖說(shuō)明】reader類是借閱者的類，它的屬性很多，包括借閱者的賬戶ID（reader_id）、姓名（reader_Name）、地址（Address）、班級(jí)（class）、所借書籍的書目（borrowed）等。其中主要操作有借書（addborrowed）和還書(deleteborrowed)和預(yù)訂(reservation)等。admin類是管理員類，他有編號(hào)和姓名屬性，操作主要是書籍的增刪改和讀者的增刪改等等。（3） Title 類是記錄書目信息的類，包括書籍的名字（name）、作者（author）、b

12、ook_id等屬性。（4） Item 類是具體某本書的類，屬性包括書籍號(hào)（id）。操作包括預(yù)訂（reserve）、按書目查找（find_on_title）等。（5） borrow類是某本書的借閱信息類，包括所借閱書籍的ISBN、借閱的時(shí)間（date）等。（6） Reservation類是預(yù)訂信息類，每個(gè)預(yù)訂信息包括預(yù)訂日期（date）、所預(yù)訂書籍的ISBN、預(yù)訂書籍的用戶ID（UserID）等屬性。(7) persistent store類是書籍永久的存儲(chǔ)類，在數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其他對(duì)與書籍有關(guān)的活動(dòng)都要經(jīng)過(guò)其存儲(chǔ)類。 圖3,7圖書管理系統(tǒng)精化的類圖根據(jù)精化的類圖及總體分析,可以分析出系統(tǒng)主

13、要類的屬性及操作如表*.*所示:表3.8系統(tǒng)主要類的設(shè)計(jì)控件設(shè)定值類型功能用戶信息groupBox1GroupBox盛放與用戶信息相關(guān)的控件IDlabel1Label顯示“ID：”字樣無(wú)txtIDATextBox輸入用戶ID姓名label2Label顯示“姓名：”字樣無(wú)txtNameATextBox輸入姓名性別label3Label顯示“性別：”字樣男rbMaleARadioButton將性別選為男性女rbFemaleARadioButton將性別選為女性班級(jí)label4Label顯示“班級(jí)：”字樣無(wú)txtClassATextBox輸入班級(jí)無(wú)pbPhotoPictureBox顯示用戶照片確定b

14、tnConfirmA1Button根據(jù)用戶ID檢索該用戶的信息取消btnCancelA1Button取消檢索用戶，清空輸入的信息借書groupBox2GroupBox盛放與借書功能有關(guān)的控件圖書編號(hào)label5Label顯示“圖書編號(hào)：”字樣無(wú)txtBookIDATextBox輸入圖書編號(hào)借書btnConfirmA2Button執(zhí)行借書功能取消btnCancelA2Button取消借書，清空輸入的信息借書情況dgBorrowInfoADataGrid顯示用戶借書情況功能：當(dāng)用戶需要借書時(shí)，管理員在“ID”框輸入借閱者的ID號(hào)，按“確定”按鈕，如果系統(tǒng)中有該用戶則返回該用戶的相關(guān)信息，包括個(gè)人資

15、料及借書情況等。如果沒有則彈出“沒有這個(gè)用戶！”對(duì)話框。如果用戶存在，在“圖書編號(hào)”框內(nèi)輸入要借閱的圖書編號(hào)，按“借書”按鈕，如果輸入的圖書編號(hào)正確，并借該書沒有被借出，則彈出“借書成功！”對(duì)話框；如果書已借出，則彈出“借書失敗！”對(duì)話框。如果輸入的圖書編號(hào)不正確，則會(huì)彈出“沒有這本書！”對(duì)話框。管理還書還書通常只需要將要還的書交給圖書館工作人員，工作人員會(huì)根據(jù)圖書的編號(hào)從借書記錄中消去該記錄，一般不需要向圖書館工作人員提供個(gè)人信息?！皥D書編號(hào)”是整個(gè)還書過(guò)程中唯一要處理的數(shù)據(jù)。圖11 還書管理控件說(shuō)明控件設(shè)定值類型功能還書groupBox3GroupBox盛放與還書功能相關(guān)的控件圖書編號(hào)la

16、bel6Label顯示“圖書編號(hào)：”字樣無(wú)txtBookIDBTextBox輸入圖書編號(hào)檢索/還書btnBorrowButton檢索圖書或執(zhí)行還書功能取消btnCancelBButton取消檢索或取消還書出錯(cuò)信息lblAlertMessageBLabel提示沒有這本書或者此書未借出圖書信息groupBox4GroupBox盛放與圖書信息有關(guān)的控件ISBNlabel8Label顯示“ISBN：”字樣無(wú)txtISBNBTextBox顯示圖書的ISBN號(hào)出版社label9Label顯示“出版社：”字樣無(wú)txtPublisherBTextBox顯示圖書的出版社信息圖書名label10Label顯示“圖

17、書名：”字樣無(wú)txtBookNameBTextBox顯示圖書的書名作者label11Label顯示“作者：”字樣無(wú)txtAuthorBTextBox顯示圖書的作者是否逾期label12Label顯示“是否逾期：”字樣是rbOverTimeYBRadioButton被選中時(shí)表示圖書已逾期否rbOverTimeNBRadioButton被選中時(shí)表示圖書尚未逾期用戶信息groupBox5GroupBox盛放于用戶信息有關(guān)的控件姓名label13Label顯示“姓名：”字樣無(wú)txtNameBTextBox顯示用戶姓名班級(jí)label14Label顯示“班級(jí)：”字樣無(wú)txtClassBTextBox顯示用

18、戶班級(jí)性別label15Label顯示“性別：”字樣男rbMaleBRadioButton被選中時(shí)表示還書用戶為男性女rbFemaleBRadioButton被選中時(shí)表示還書用戶為男性借書情況dgBorrowInfoBDataGrid顯示該用戶的借書情況功能：當(dāng)用戶需要還書時(shí)，輸入圖書編號(hào)，按“檢索”按鈕獲取該書的情況，如果書未借出或者輸入的圖書編號(hào)有誤時(shí)，出錯(cuò)信息標(biāo)簽會(huì)顯示“沒有這本書或者此書未借出”字樣；否則該出錯(cuò)標(biāo)簽隱藏，并顯示此書的相關(guān)信息和解決此書者的借書情況，同時(shí)“檢索”按鈕的按鈕文字變?yōu)椤斑€書”。單擊“還書”按鈕即可進(jìn)行還書操作，借書情況將隨之更新。管理續(xù)借續(xù)借一本書的過(guò)程和還書

19、很相似，同樣只需要提供圖書的編號(hào)，圖書館工作人員即可根據(jù)該編號(hào)進(jìn)行續(xù)借操作，不需要提供用戶資料。不過(guò)和還書不同的是，續(xù)借必須在借書的一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行，如果一本書借出的時(shí)間超過(guò)了一個(gè)月就沒法再續(xù)借了。圖書館工作人員會(huì)根據(jù)輸入圖書編號(hào)返回的情況進(jìn)行判斷是否可以續(xù)借。圖12 續(xù)借管理控件說(shuō)明控件設(shè)定值類型功能續(xù)借groupBox6GroupBox盛放與續(xù)借功能相關(guān)的控件圖書編號(hào)label7Label顯示“圖書編號(hào)：”字樣無(wú)txtBookIDCTextBox輸入圖書編號(hào)檢索/續(xù)借btnReborrowButton檢索圖書或執(zhí)行續(xù)借功能取消btnCancelCButton取消檢索或取消還書出錯(cuò)信息lblAl

20、ertMessageCLabel提示沒有這本書或者此書未借出圖書信息groupBox8GroupBox盛放與圖書信息有關(guān)的控件ISBNlabel25Label顯示“ISBN：”字樣無(wú)txtISBNCTextBox顯示圖書的ISBN號(hào)出版社label24Label顯示“出版社：”字樣無(wú)txtPublisherCTextBox顯示圖書的出版社信息圖書名label23Label顯示“圖書名：”字樣無(wú)txtBookNameCTextBox顯示圖書的書名作者label22Label顯示“作者：”字樣無(wú)txtAuthorCTextBox顯示圖書的作者是否逾期label21Label顯示“是否逾期：”字樣是rbOverTimeYCRadioButton被選中時(shí)表示圖書已逾期否rbOverTimeNCRadioButton被選中時(shí)表示圖書尚未逾期用戶信息groupBox7GroupBox盛放于用戶信息有關(guān)的控件姓名label20Label顯示“姓名：”字樣無(wú)txtNameCTextBox顯示用戶姓名班級(jí)label19Label顯示“班級(jí)：”字樣無(wú)txtClassCTextBox顯示用戶班級(jí)性別label18Label顯示“性別：”字樣男r